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文献解读

集思慧远客户发表《β-葡聚糖对隐球酵母生物防治梨采后腐烂病的影响及其可能机制》

发布日期:2020-04-23 浏览次数:726

       梨青霉病是梨树生长期间出现的一种病害,主要危害生长后期、采收及贮运期的果实,给农户们造成了极大的损失。本研究作者通过转录组技术,研究了β-葡聚糖影响隐球酵母对梨青霉病的生物防治效果及其生理机制和相关分子机制。结果表明,β-葡聚糖能提高隐球酵母对梨青霉病的生物防治能力。


期刊:Postharvest Biology and Technology

影响因子:3.927

发表时间:2020

材料与方法


材料:梨,隐球酵母,β-葡聚糖,NYDA培养基

测序平台:Illumina HiSeq 2500

差异基因分析:DEGSeq;RT-qPCR;IBM SPSS Statistics Version 17.0


结果解读

1. 梨青霉病的生物防治功效分析

       在NYDB培养基中培养,梨青霉病发病率为52.77%,显著低于对照(100%),而在NYDB培养基中添加0.5%β-葡聚糖后,梨青霉病发病率仅为30.53%,明显低于对照组和用从NYDB培养基中采集的隐球酵母处理的梨的发病率。但在NYDB培养基中加入较高含量的β-葡聚糖,可使梨青霉病发病率增加。




2. 隐球酵母酶活性测定

       在NYDB培养基中加入0.5%β-葡聚糖,可显著提高隐球酵母的CAT活性。而含0.5%β-葡聚糖的NYDB培养基中的隐球酵母的MDA含量低于不含β-葡聚糖的NYDB培养基,第3天时,不含β-葡聚糖的NYDB培养基中的隐球酵母的MDA含量达到峰值,然后下降。结果表明,在NYDB培养基中添加0.5%的β-葡聚糖,可显著提高隐球酵母的β-1,3-葡聚糖酶和CAT活性,减少MDA的积累。



3. 隐球酵母处理对梨酶活性影响

       梨的PPO活性均显著高于对照。经0.5%β-葡聚糖诱导的隐球酵母处理的梨PPO活性在第4天达到峰值,而在隐球酵母处理前4天,梨PPO活性逐渐升高,随后开始下降,但仍高于对照。0.5%β-葡聚糖诱导隐球酵母处理的梨在整个贮藏期间PPO活性均高于NYDB培养基中的隐球酵母。梨POD和CAT活性的变化趋势与梨PPO活性的变化趋势相似,0.5%β-葡聚糖诱导隐球酵母处理的梨POD和CAT活性均高于NYDB培养基隐球酵母处理的梨POD和CAT活性,且在整个贮藏期均显著高于对照。




4. 转录组测序分析

       以0.5%β-葡聚糖诱导的隐球酵母为实验组,NYDB培养的隐球酵母为对照,共鉴定出666个差异表达基因,其中上调基因613个,下调基因53个。差异表达基因的GO分析表明,β-葡聚糖诱导,可显著影响隐球酵母的功能基因。差异表达基因的KEGG分析表明,参与核糖体途径最多,涉及52个基因,糖酵解/糖异生途径涉及18个基因,其次是氧化磷酸化途径。


5. qRT-PCR验证

       选择9个差异表达基因进行RT-qPCR检测,其中8个基因表达上调,1个基因表达下调。2个基因与酵母的合成有关细胞壁,3个基因与能量合成和转运有关,还有3个基因与抗氧化相关。结果与转录组分析结果一致。


文章总结

       作者通过RNA-seq和生物信息学方法分析,揭示了β-葡聚糖诱导隐球酵母能增强梨对青霉病生物防治能力的生理机制和相关分子机制。研究表明:(1)提高隐球酵母的β-1,3-葡聚糖酶和CAT活性,降低隐球酵母的MDA含量;(2)提高β-葡聚糖诱导的隐球酵母处理梨的PPO、POD和CAT活性;(3) 上调几丁质酶、多糖单加氧酶、能量合成和转运相关基因、过氧化氢酶、超氧化物歧化酶和谷胱甘肽的表达水平,下调β-半乳糖苷酶基因的表达水平。总之,β-葡聚糖诱导隐球酵母能够提高多糖的利用率,加速细胞壁和能量的合成,提高其抗氧化能力,增强对氧化应激的适应能力。此外,隐球酵母细胞的衰老过程也被延迟,这可能与提高隐球酵母的生防能力有关。因此,β-葡聚糖处理可作为提高拮抗酵母菌对果实采后病害生物防治能力的有效方法。